设计模式----代理模式

概述

代理模式给某一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制对原对象的引用。

分类

按照代理的创建时期划分：静态代理和动态代理

• 静态代理：由程序员创建或特定工具自动生成源代码，再对其编译。在程序运行前，代理类的.class文件就已经存在了。
• 动态代理：在程序运行时，运用反射机制动态创建而成。

其中动态代理根据实现方式有两种一种是JDK内置Proxy实现，一种是cglib实现

静态代理

静态代理实现：在使用时,需要定义接口或者父类,被代理对象与代理对象一起实现相同的接口或者是继承相同父类。代理依赖于被代理的对象，因为代理内部有对被代理对象的的引用，代理在操作被代理对象去执行动作时，必须要知道是哪个被代理对象。是最简单的一种代理模式

涉及角色

主题（Subject）：定义proxy和realSubject之间具有一致性接口。
代理（Proxy）：尽力处理来自Client的请求，只有当自己处理不了是它才会将工作交给realSubject
实际主题（RealSubject）：与proxy一样也实现了subject角色中定义的接口

UML

使用场景

按职责来划分，通常有以下使用场景： 1、远程代理。 2、虚拟代理。 3、Copy-on-Write 代理。 4、保护（Protect or Access）代理。 5、Cache代理。 6、防火墙（Firewall）代理。 7、同步化（Synchronization）代理。 8、智能引用（Smart Reference）代理

优点

职责清晰。
高扩展性。
智能化。

缺点

由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象，因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢。
实现代理模式需要额外的工作，有些代理模式的实现非常复杂。

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例如：体育老师病了，找了另外一个体育老师代课（还好没有被语数外的老师抢去……）
定义一个教师接口，主要核心是授课

package com.designpattern.proxy;

public interface Teacher {
    public void lesson();
}

体育老师：授体育课

package com.designpattern.proxy;

public class PhysicalTeacher implements Teacher{

    @Override
    public void lesson() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.err.println("体育课：练习篮球投篮");
    }

}

另外一个老师，来代理生病的体育老师，实现同一个接口，持有体育老师对象，代理做一些自己的事情，再教授体育老师的课程

package com.designpattern.proxy;

public class PhysicalTeacherProxy implements Teacher{

    Teacher teacher ;

    public PhysicalTeacherProxy() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.teacher=new PhysicalTeacher();
    }

    @Override
    public void lesson() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.err.println("你们体育老师生病了，我来替你们上课，万幸没被语数外抢去……balabala……");
        teacher.lesson();
        System.err.println("今天表现都很棒，全体都有！奖励你们围操场5圈！快！快！快！动起来");
    }

}

测试类：

package com.designpattern.proxy;

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher mathTeacher = new PhysicalTeacherProxy();

        mathTeacher.lesson();
    }
}

每当有一个真实对象需要被代理，就需要创建一个新的代理类，因为代理类内含有对真实对象的引用，代理类需要与真实对象一一对应。这样，当需要代理的真实对象比较多时，代理类就会急剧增加，增加了代码的复杂性，使代码变得尤其繁重，不易维护。所以缺点显而易见：如果项目中有多个类，则需要编写多个代理类，工作量大，不好修改，不好维护，不能应对变化。

动态代理

只需要一个代理类，而不是针对每个类编写代理类。动态代理也叫jdk代理或者接口代理。JDK内置的Proxy动态代理可以在运行时动态生成字节码，而没必要针对每个类编写代理类,解决静态代理问题。

先看看特点：

• 代理对象,不需要实现接口
• 代理对象的生成,是利用JDK的API,动态的在内存中构建代理对象，但是需要我们指定创建”代理对象/目标对象”实现的接口的类型。

JDK中生成代理对象的API，代理类所在包:java.lang.reflect.Proxy，JDK实现代理只需要使用newProxyInstance方法

@CallerSensitive
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)
    throws IllegalArgumentException

loader：指定当前目标对象使用类加载器,获取加载器的方法是固定的
interfaces：目标对象实现的接口的类型,使用泛型方式确认类型
h：事件处理,执行目标对象的方法时,会触发事件处理器的方法,会把当前执行目标对象的方法作为参数传入

package com.designpattern.proxy;

public interface Teacher {
    public void lesson();
}

代理对象不需要实现接口,但是目标对象一定要实现接口,否则不能用动态代理

package com.designpattern.proxy;

public class PhysicalTeacher implements Teacher{

    @Override
    public void lesson() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.err.println("体育课：练习篮球投篮");
    }

}

package com.designpattern.proxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class ProxyFactory {
    // 目标对象
    private Object target;

    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    public Object getProxyInstance() {
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

                        before();
                        // 执行目标对象方法
                        Object returnValue = method.invoke(target, args);
                        after();
                        return returnValue;
                    }
                });
    }
    private void before() {
        System.err.println("代理调用之前……");
    }
    private void after() {
        System.err.println("代理调用之后……");
    }
}

package com.designpattern.proxy;


public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {

        //代理对象不需要实现接口,但是目标对象一定要实现接口,否则不能用动态代理
        Teacher target = new PhysicalTeacher();
        // 给目标对象，创建代理对象
        Teacher proxy = (Teacher) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        // class $Proxy0  内存中动态生成的代理对象
        System.out.println(proxy.getClass());
        // 执行方法
        proxy.lesson();
    }
}

新问题：使用内置的Proxy实现动态代理，被代理的类必须实现接口，未实现接口则没办法完成动态代理。如果项目中有些类没有实现接口，则不应该为了实现动态代理而刻意去抽出一些没有实例意义的接口

有兴趣的同学，可以研究一下jdk动态代理的源码 如何创建代理对象、如何调用invoke

cglib代理

CGLIB(Code Generation Library)是一个开源项目,是一个强大的，高性能，高质量的Code生成类库，它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口，通俗说cglib可以在运行时动态生成字节码
使用cglib完成动态代理，大概的原理是：cglib继承被代理的类，重写方法，织入通知，动态生成字节码并运行，因为是继承所以final类是没有办法动态代理的。
Cglib代理,也叫作子类代理,它是在内存中构建一个子类对象从而实现对目标对象功能的扩展.
Cglib是一个强大的高性能的代码生成包,它可以在运行期扩展java类与实现java接口.它广泛的被许多AOP的框架使用,例如Spring AOP和synaop,为他们提供方法的interception(拦截)
Cglib包的底层是通过使用一个小而快的字节码处理框架ASM来转换字节码并生成新的类.

注意：

• 需要引入cglib的jar文件、asm的jar文件
• 代理的类不能为final,否则报错
• 目标对象的方法如果为final/static,那么就不会被拦截,即不会执行目标对象额外的业务方法.

package com.designpattern.proxy;

public class TeacherClass {

    public void lesson() {
        System.err.println("我是独立的授课方法,没有实现任何接口……");
    }
}

package com.designpattern.proxy;

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class ProxyFactoryCglib implements MethodInterceptor {
    // 目标对象
    private Object target;

    public ProxyFactoryCglib(Object target) {
        this.target = target;
    }

    // 代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        enhancer.setCallback(this);
        return enhancer.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        before();

        // 执行目标对象的方法
        Object returnValue = method.invoke(target, args);

        after();

        return returnValue;
    }

    private void before() {
        System.err.println("Cglib代理调用之前……");
    }
    private void after() {
        System.err.println("Cglib代理调用之后……");
    }
}

测试main方法

package com.designpattern.proxy;

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        TeacherClass    teacherClassTtarget = new TeacherClass();
        TeacherClass TeacherClassProxy = (TeacherClass)new ProxyFactoryCglib(teacherClassTtarget).getProxyInstance();
        TeacherClassProxy.lesson();
    }
}

至此，常见的代理模式演示完毕。